DE60218271T2 - NMR-compatible biopsy device with a tip that produces an artifact in the image - Google Patents
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Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Vorrichtungen zur Entnahme von Gewebeproben und insbesondere auf die Verbesserung von Biopsiesonden zur Entnahme von subkutanen Biopsien und zur Entfernung von Läsionen.The The present invention generally relates to devices for the removal of tissue samples and in particular for the improvement of biopsy probes for the removal of subcutaneous biopsies and for removal of lesions.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Die Diagnose und Behandlung von Patienten mit Krebstumoren, prämalignen Erkrankungen und anderen Störungen ist ein Bereich, der schon lange intensiv untersucht wird. Nicht-invasive Methoden zur Untersuchung von Gewebe sind die Palpation, Thermographie, PET, SPECT, nukleare bildgebende Verfahren (Kernspintomographie), Röntgen, MRT, CT und Ultraschall. Falls der Arzt den Verdacht hat, daß Gewebe Krebszellen enthält, kann eine Biopsie entweder im Rahmen eines offenen oder perkutanen Verfahrens durchgeführt werden. Bei einem offenen Verfahren macht der Chirurg mit einem Skalpell einen großen Einschnitt im Gewebe, um ein Sichtfeld und Zugang zu der Gewebemasse zu schaffen, auf die sich das Interesse richtet. Dann wird entweder die gesamte Masse (Exzisionsbiopsie) oder ein Teil der Masse (Inzisionsbiopsie) entfernt. Bei einer perkutanen Biopsie wird ein nadelartiges Instrument verwendet, um durch einen sehr kleinen Einschnitt auf die interessante Gewebemasse zuzugreifen und eine Gewebeprobe zur späteren Untersuchung und Analyse zu entnehmen. Das perkutane Verfahren bietet gegenüber dem offenen Verfahren wesentliche Vorteile: schnellere Erholung des Patienten, weniger Schmerzen, kürzere Operationsdauer, geringere Kosten, geringeres Risiko einer Schädigung angrenzender Körpergewebe wie etwa Nerven, und eine weniger große Entstellung der Körperteile des Patienten. Die Verwendung des perkutanen Verfahrens kombiniert mit künstlichen Bildgebungseinrichtungen wie etwa Röntgen und Ultraschall hat zu höchst zuverlässigen Diagnosen und Behandlungen geführt.The Diagnosis and treatment of patients with cancerous tumors, premalignant Diseases and other disorders is an area that has been extensively studied for a long time. Non-invasive Methods for examining tissue are palpation, thermography, PET, SPECT, Nuclear Magnetic Resonance Imaging (MRI), Roentgen, MRI, CT and ultrasound. If the doctor suspects that tissue Contains cancer cells, can do a biopsy either as part of an open or percutaneous procedure carried out become. In an open procedure, the surgeon does with a Scalpel a big one Incision in the tissue to provide a field of view and access to the tissue mass to create on which the interest is directed. Then either the whole mass (excisional biopsy) or part of the mass (incisional biopsy) away. In a percutaneous biopsy becomes a needle-like instrument used to cut through a very small incision on the interesting Tissue mass and a tissue sample for later study and analysis. The percutaneous procedure offers over the significant advantages: faster recovery of the Patients, less pain, shorter Duration of operation, lower costs, lower risk of damage to adjacent body tissues such as nerves, and less disfigurement of the body parts of the patient. The use of the percutaneous method combined with artificial Imaging equipment such as X-ray and ultrasound has to maximum reliable diagnostics and treatments.
Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten zur perkutanen Entnahme eines Gewebeteils aus dem Körperinnern, nämlich entweder mittels Aspiraton (Saugbiopsie) oder Stanzbiopsie. Die Aspiration des Gewebes durch eine feine Nadel setzt voraus, daß das Gewebe in ausreichend kleine Teile fragmentiert wird, so daß diese in einem flüssigen Medium entnommen werden können. Dieses Verfahren ist weniger invasiv als andere bekannte Probenentnahmetechniken, ermöglicht allerdings lediglich die Untersuchung von Zellen in der Flüssigkeit (Zytologie) und nicht der Zellen und Struktur (Pathologie). Bei der Stanzbiopsie ergibt sich ein ausgestanzter Kern oder Fragment des Gewebes für die histologische Untersuchung, genetische Tests, die an einem Gefrier- oder Paraffinschnitt erfolgen können. Der verwendete Biopsietyp richtet sich hauptsächlich nach verschiedenen patientenbezogenen Faktoren, und kein einzelnes Verfahren ist für alle Fälle ideal. Allerdings scheint die Stanzbiopsie die von Ärzten häufiger verwendete Methode zu sein.in the Generally there are two ways to percutaneous removal of a tissue part from the inside of the body, namely either by Aspiraton (suction biopsy) or punch biopsy. The aspiration of the Tissue through a fine needle requires that the tissue in sufficient small parts is fragmented so that they are in a liquid medium can be removed. This method is less invasive than other known sampling techniques, allows but only the investigation of cells in the liquid (Cytology) and not the cells and structure (pathology). In the Punch biopsy results in a punched out core or fragment of the Fabric for histological examination, genetic tests performed on a frozen or paraffin section can be done. The biopsy type used depends mainly on different patient-related Factors, and no single procedure is ideal in all cases. However, it seems the punch biopsy that of doctors frequently used method.
Seit neuem werden Stanzbiopsievorrichtungen mit Bildgebungstechnologien kombiniert, um genauer auf die Läsion abzielen zu können. Eine Reihe dieser Vorrichtungen sind nun im Handel erhältlich. Eines dieser handelsüblichen Produkte wird unter dem Handelsnamen MAMMOTOMETM von Ethicon Endo-Surgery, Inc angeboten. Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in der am 18. Juni 1996 an Burbank et al. erteilten US-Patentschrift Nr. 5,526,822 beschrieben.Recently, punch biopsy devices have been combined with imaging technologies to more accurately target the lesion. A number of these devices are now commercially available. One of these commercial products is sold under the trade name MAMMOTOME ™ by Ethicon Endo-Surgery, Inc. An embodiment of such a device is disclosed in Burbank et al. U.S. Patent No. 5,526,822.
Wie aus dieser Referenz ersichtlich ist, handelt es sich bei dem Instrument um eine Art bildgeführtes, perkutanes Bruststanzbiopsieinstrument. Es ist vakuumgestützt, und einige der Schritte zur Entnahme der Gewebeproben sind automatisiert. Der Arzt verwendet dieser Vorrichtung zur „aktiven" (mittels Vakuum) Erfassung des Gewebe vor dessen Abtrennung vom Körper. Dies ermöglicht die Entnahme von Gewebeproben verschiedener Härten. Die Vorrichtung kann auch zur Entnahme mehrerer Proben in zahlreichen Positionen um ihre Längsachse verwendet werden, und dies ohne die Vorrichtung aus dem Körper zu entfernen. Diese Merkmale erlauben eine beträchtliche Probenentnahme bei großen Läsionen und die komplette Entfernung kleiner Läsionen.As From this reference, it is the instrument a kind of image-guided, percutaneous breast punch biopsy instrument. It is vacuum-based, and some of the steps to take the tissue samples are automated. The physician uses this device for "active" (by vacuum) detection of the tissue before its separation from the body. this makes possible the removal of tissue samples of different hardnesses. The device can also to take several samples in numerous positions around her longitudinal axis can be used and this without the device from the body too remove. These features allow considerable sampling at huge lesions and the complete removal of small lesions.
Die gleichzeitig anhängige Anmeldung mit der Seriennr. 08/825,899, die am 2. April 1997 angemeldet wurde, beschreibt andere Merkmale und potenzielle Verbesserungen der Vorrichtung, u. a. ein geformtes Gewebekassettengehäuse, welches die Handhabung und Ansicht mehrerer Gewebeproben ohne physischen Kontakt durch den Bediener des Instruments erlaubt. Ein weiteres hier beschriebenes Merkmal ist die Verbindung des Gehäuses mit der Durchstoßnadel unter Verwendung eines Zackenrads, welche es der Nadel gestattet, sich relativ zum Gehäuse zu drehen, und verhindert, daß der Vakuumschlauch sich um das Gehäuse herum wickelt. In der Anwendung wird das Zackenrad so gedreht, daß die Vorrichtung sich innerhalb der Läsion dreht und Proben an verschiedenen Punkten innerhalb der Läsion entnommen werden können.The simultaneously pending Registration with the serial no. 08 / 825,899 filed on April 2, 1997 was describing other features and potential improvements the device, u. a. a molded tissue cartridge housing which handling and viewing multiple tissue samples without physical Contact by the operator of the instrument allowed. Another one feature described here is the connection of the housing with the puncture needle using a thumbwheel which allows the needle to relative to the housing to turn, and prevents the Vacuum hose around the housing wraps around. In the application, the thumbwheel is rotated so that the device within the lesion turns and samples taken at various points within the lesion can be.
Bei der praktischen klinischen Anwendung zur Brustbiopsie wird das Instrument (Sonde und Antriebsbaugruppe) auf dem Dreiachsenpositionierkopf eines Röntgengeräts montiert. Der Dreiachsenpositionierkopf befindet sich in dem Bereich zwischen der Röntgenquelle und der Bildplatte. Die Röntgengeräte sind mit einem computergesteuerten System ausgerüstet, welches es erforderlich macht, zwei Röntgenbilder der Brust an zwei unterschiedlichen Positionen mit der Röntgenquelle anzufertigen, damit der Computer die Lage der X-, Y- und Z-Achse des Areals mit der verdächtigen Anomalie berechnen kann. Um die Stereo-Röntgenbilder aufnehmen zu können, muß die Röntgenquelle leicht beweglich sein. Daher ist die Röntgenquelle in der Regel auf einem Arm montiert, der an dem der Röntgenquelle gegenüberliegenden Ende, im Bereich der Bildplatte schwenkbar auf dem Rahmen des Geräts montiert ist.In the practical clinical application for breast biopsy, the instrument (probe and driver assembly) is mounted on the three-axis positioning head of an X-ray machine. The tri-axis positioning head is located in the area between the x-ray source and the image plate. The x-ray machines are equipped with a computer-controlled system which requires two x-rays Make images of the breast at two different positions with the X-ray source so that the computer can calculate the location of the X, Y, and Z axes of the suspected anomaly area. In order to record the stereo X-ray images, the X-ray source must be easy to move. Therefore, the X-ray source is usually mounted on an arm which is pivotally mounted on the frame of the device at the end opposite the X-ray source, in the region of the image plate.
Seit neuem gibt es Bedarf für eine tragbare (Handheld-)Stanzbiopsievorrichtung. Dieser Bedarf wurde von Ethicon-Endo-Surgery in der am 11. Juli 2000 erteilten US-Patentschrift Nr. 6,086,544 erfüllt. Das besagte Patent legt ein tragbares MAMMOTOMETM offen. Die besagte Erfindung umfaßt ein Handstück auf dem MAMMOTOMETM, das ungefähr parallel zur Brustwand des Patienten gehalten werden kann, um Gewebeteile näher an der Brustwand zu erlangen, als dies bei Verwendung eines montierten und von der Hand des Bedieners manipulierten Instruments anstatt eines elektromechanischen Arms möglich wäre. Daher kann der Bediener die Spitze des Handstücks auf dem MAMMOTOMETM mit großer Freiheit auf die jeweils interessante Gewebemasse hinsteuern. Der Chirurg erhält Berührungsfeedback, während er dies tut, und kann daher in beträchtlichem Maße die Dichte und Härte des angetroffenen Gewebes erkennen. Darüber hinaus ist ein tragbares MAMMOTOMETM wünschenswert, weil das Handstück auf dem MAMMOTOMETM ungefähr parallel zu der Brustwand eines Patienten gehalten werden kann, um Gewebeteile näher an der Brustwand zu erlangen, als dies bei Verwendung eines auf einem elektromechanischen Arm montierten Instruments möglich wäre.Recently, there is a need for a portable (hand-held) punch biopsy device. This need was met by Ethicon-Endo-Surgery in U.S. Patent No. 6,086,544 issued July 11, 2000. The said patent discloses a portable MAMMOTOME ™ . Said invention comprises a handpiece on the MAMMOTOME ™ which can be held approximately parallel to the chest wall of the patient to obtain tissue parts closer to the chest wall than is possible using an instrument mounted and manipulated by the operator's hand rather than an electromechanical arm would. Therefore, the operator can steer the tip of the handpiece on the MAMMOTOME TM with great freedom to the respective interesting tissue mass. The surgeon receives touch feedback as he does so, and can therefore appreciably recognize the density and hardness of the tissue being encountered. In addition, a portable MAMMOTOME ™ is desirable because the handpiece on the MAMMOTOME ™ can be held approximately parallel to the chest wall of a patient to access tissue closer to the chest wall than would be possible using an instrument mounted on an electromechanical arm.
Seit neuem besteht der Wunsch, die oben beschriebenen Biopsievorrichtungen mit MRT-Bildgebungseinrichtungen anstatt mit Röntgen-Bildgebungsvorrichtungen zu verwenden. Allerdings verwenden die vorhandenen medizinischen Biopsieentnahmevorrichtungen kleine Mehr-Lumen-Sonden, die vorwiegend, wenn nicht sogar ganz aus Metall hergestellt sind. Das metallische Wesen dieser Sonden weist viele Nachteile auf. In der Regel besitzen diese Metallsonden elektrische Leitfähigkeit und sind oft schwach magnetisch, was ihre Verwendung unter MRT-Führung beeinträchtigt. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit und schwach magnetischen Art der Metallsonden kommt es oftmals zu Feldverzerrungen, sogenannten Artefakten, auf dem Bild. Das Bild der Läsion zeigt dann die Metallsonde, und dies ist insofern problematisch, als das Bild der Sonde das Bild der Läsion verdecken kann. Es besteht daher der Wunsch nach im Allgemeinen nichtmetallischen Biopsiesonden des oben beschriebenen Typs. Allerdings ist die gänzliche Eliminierung des durch die Metallsonde erzeugten Artefakts ebenfalls problematisch, weil sich Ärzte umfassend auf einen bestimmten Typ von Artefakt verlassen, aus dem sie ablesen können, wo sich die Spitze der Sonde bezüglich der Läsion befindet.since Recently, there is a desire to use the biopsy devices described above with MRI imaging equipment rather than with x-ray imaging devices to use. However, use the existing medical Biopsy scanners use small, multi-lumen probes that are predominant if not even made entirely of metal. The metallic nature of these probes has many disadvantages. As a rule, these metal probes possess electric conductivity and are often weakly magnetic, affecting their use under MRI guidance. Due to the electrical conductivity and weak magnetic nature of the metal probes often occurs Field distortions, so-called artifacts, in the picture. The picture the lesion then shows the metal probe, and this is problematic in that when the image of the probe can obscure the image of the lesion. It exists hence the desire for generally non-metallic biopsy probes of the type described above. However, the whole is Elimination of the artifact generated by the metal probe also problematic because of doctors rely extensively on a particular type of artifact, from the they can read where the tip of the probe with respect the lesion located.
WO98/22022 legt ein medizinisches Instrument mit einem Kohlenstofffaser-, Glasfaser- oder Zircondioxidkörper offen, welches ein Kontrastmittel trägt, um das Kontrastmittel positiv in einem Bild sichtbar zu machen, das von einem Bildgebungssystem wie etwa einem MRT erzeugt wird. Seine Merkmale bilden die Grundlage für den Oberbegriff des hier beigefügten Anspruchs 1.WO98 / 22022 places a medical instrument with a carbon fiber, fiberglass or zirconia body open, which carries a contrast agent to the contrast agent positive in an image made visible by an imaging system such as an MRI is generated. Its characteristics form the basis for the Generic term of the attached here Claim 1.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 1 definiert, wird eine Biopsievorrichtung bereitgestellt, die passend zur Verwendung mit einem Bildgebungsgerät mit magnetischer Resonanz (MRT-kompatibel) ist. Die Vorrichtung umfaßt eine nichtmetallische, längliche, im Wesentlichen röhrenförmige Nadel mit einem distalen Ende, einem proximalen Ende, einer Längsachse zwischen diesen und einer Öffnung an der länglichen Nadel zum Aufnehmen einer Gewebeprobe. Außerdem umfaßt die Vorrichtung eine geschärfte distale Spitze zum Eindringen in Gewebe. Die geschärfte distale Spitze ist an dem distalen Ende der Nadel angebracht und weist wenigstens teilweise ein Material auf, welches ein Artefakt bei einer Bildgebung mit magnetischer Resonanz hinterläßt.According to the present Invention as defined in claim 1, there is provided a biopsy device which is suitable for use with an imaging device with magnetic Resonance (MRI compatible) is. The device comprises a non-metallic, elongated, essentially tubular needle with a distal end, a proximal end, a longitudinal axis between these and an opening at the elongated Needle for picking up a tissue sample. In addition, the device comprises a sharpened distal Tip for penetration into tissue. The sharpened distal tip is on the distal end of the needle attached and at least partially a material containing an artifact in imaging with magnetic resonance leaves behind.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Die neuartigen Merkmale der Erfindung sind im Einzelnen in den beiliegenden Ansprüchen dargestellt. Die Erfindung selbst sowie weitere Aufgaben und Vorteile derselben allerdings sind, sowohl was die Organisation als auch die Betriebsmethoden betrifft, am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und bei Betrachtung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen zu verstehen, wobei:The novel features of the invention are described in detail in the accompanying claims shown. The invention itself and other objects and advantages the same, however, are both what the organization as well the operating methods, preferably with reference to the following description and consideration together with the enclosed To understand drawings, wherein:
Ausführliche Beschreibung der ErfindungFull Description of the invention
Die
Vorrichtung umfaßt
ein Mittel zum Erlangen einer Gewebeprobe. Die Halteeinrichtung
An
dem distalen Ende der länglichen
Nadel
Wie
in
Wie
in
Während des
Zusammenbaus einer potenziellen Ausführungsform werden die längliche
Nadel
Wie
Neben
den vorragenden und aufnehmenden Elementen
Die
Nadelspitze
Weiterhin
ist aus
Weiterhin
ist aus
Weiterhin
zeigt
Die
vorragenden und aufnehmenden Elemente,
Beim
Verwenden der vakuumgestützten Handheld-Biopsievorrichtung
Nachdem
die Lage des verdächtigen
Brustgewebes ermittelt ist, wird der Patient wieder aus dem Magneten
herausbewegt. Der Patient wird lokal betäubt, und die Sonde
Nach
dem Einführen
der Sonde in das verdächtige
Brustgewebeareal wird der Patient erneut in den MRT-Magneten hineinbewegt,
und eine Reihe von Bildern der Brust werden erstellt. Die Sätze von Bildern
bestätigen,
daß die
Sonde
Nachdem
die vakuumgestützte
Handheld-Biopsievorrichtung
Sobald
die längliche
Nadel
Der
Saugdruck aus den Zwischenlumenvakuumlöchern
Nach Entnahme mehrerer Brustgewebeproben von dem Patienten wird der Patient wieder in den MRT-Magneten hineinbewegt. Sobald er sich in dem MRT-Magneten befindet, wird eine Reihe von Bildern der Brust aufgenommen, um zu bestätigen, daß das verdächtige Brustgewebe entfernt wurde. Das Artefakt in der Sondenspitze ist ein nützlicher Bezugspunkt, um nach dem Markieren der Biopsiestelle zu bestätigen, daß die Brustbiopsie in einer MRT-Umgebung abgeschlossen ist.To Removal of multiple breast tissue samples from the patient becomes the patient moved back into the MRT magnet. As soon as he finds himself in the MRI magnet is located, a series of images of the breast is added to to confirm, that the suspicious breast tissue was removed. The artifact in the probe tip is a useful one Reference point to confirm after marking the biopsy site that the breast biopsy completed in an MRI environment.
Im vorliegenden Dokument wurden zwar bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, aber für den Fachmann wird es offensichtlich sein, daß derartige Ausführungsformen lediglich als Beispiele angeführt sind. Dem Fachmann werden nunmehr zahlreiche Variationen, Änderungen und Ersetzungen in den Sinn kommen, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen, beschränkt lediglich durch den Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche.in the Although this document has been preferred embodiments of the present invention and described, but for the skilled person it will be obvious that such embodiments are given as examples only. The skilled person will now numerous variations, changes and substitutions come to mind without departing from the present invention, limited only by the scope of the appended claims.
Claims (6)
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